一种通过单冷源实现多热源散热的柔性脉动热管装置的制作方法

1.本实用新型涉及散热设备领域，尤其涉及一种通过单冷源实现多热源散热的柔性脉动热管装置。


背景技术：

2.双碳目标下，节能环保绿色发展成为时代主题。信息化革命浪潮下，电子产品正朝着大功率、微尺寸、高集成度和多功能方向发展，特别高功率电子产品器件，比如数据中心等场景中的散热问题日益突出。电子元器件越来越小，工作功率越来越高，热流密度越来越大，散热需求日益增加。电子元器件产生的热量如果未能及时转移走，将会影响使用性能，严重时会导致功能失效，严重影响整个电子产品的使用寿命。
3.针对电子元器件的散热方式有自然风冷，强制风冷，热管和微通道等多种方式。自然风冷和强制风冷都是依靠空气的流动来进行换热，通过空气介质来传递热量，实现电子产品的散热。针对小功率电子元器件，这是一种非常廉价易实现的。强制风冷在自然风冷基础上加了风扇等，促进空气流动从而促进散热。热管是一种无需外力驱动的换热元件，能够通过自身的相变实现高效的导热，散热性能比风冷高效，散热效率极大提升。微通道散热方式，从散热性能角度不亚于热管，也是高效传热元件。但是热管不需要外力驱动，微通道散热需要额外输入功率用于工质循环，从而带走热量。另外，微通道散热存在泄露风险，需要复杂的管道，从而在电子元器件散热领域热管被广泛应用。
4.现有热管换热元件有传统管式(含压扁的管式)热管、平板热管和环路热管。现有热管都是利用单一冷源进行单一热源的散热，对于多热源的散热问题，都需要多个热管才能进行。多热管的使用，增加了系统复杂性，增大了冷热源之间的热阻，降低了传热效率，且影响多热源之间的温度不均匀性。为此，针对一个电子产品内部多个电子元器件需要散热的时候，需要进一步优化热管结构。


技术实现要素：

5.为了解决以上问题，本实用新型提供一种通过单冷源实现多热源散热的柔性脉动热管装置，它结构合理，能够通过一个脉动热管换热元件，对一定空间内的多个电子元器件进行散热，降低系统复杂性，减小传热热阻，提高传热效率和器件之间的均温性，从而达到更加节能环保绿色的目的。
6.本实用新型的技术方案是：提供一种通过单冷源实现多热源散热的柔性脉动热管装置，包括单个冷凝段、若干个绝热段、若干个蒸发段，一个绝热段连接一个蒸发段，多个绝热段连接一个冷凝段，蒸发段包括蒸发段一、蒸发段二、蒸发段三，蒸发段一、蒸发段二、蒸发段三均不处于同一水平面。
7.可选的，所述冷凝段、绝热段、蒸发段的管径满足最大直径要求。
8.可选的，所述冷凝段、蒸发段均由金属毛细管组成。
9.可选的，所述绝热段是由柔性材料组成的毛细管。
10.可选的，所述柔性材料为橡胶软管。
11.可选的，所述绝热段形状为任意形状。
12.可选的，所述蒸发段和冷凝段的金属为铜、铝单金属或者金属合金。
13.可选的，所述冷凝段、绝热段、蒸发段的横截面为圆形、椭圆形或矩形。
14.可选的，所述蒸发段与冷凝段具有相同形状截面沟槽。
15.可选的，所述若干个为两个或两个以上的自然数。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)实现单一热源对多热源的散热，适应性强；通过一个单一冷凝段，多个绝热段和多个蒸发段组成的脉动热管实现单一热源对多个热源的同时散热冷却。绝热段是柔性材料，不受空间和形状的影响，结构适应性强；
17.(2)提升不同电子元器件的均温性；脉动热管是一个回路，多个蒸发段之间的温度能够达到相对的一致性，提升热源温度控制的均匀性，从而保证多个元器件都在一定的温度范围内稳定工作；
18.(3)制造成本低，经济性好，节能绿色；脉动热管的制造成本低，管径小材料成本节约，使用过程中无需外力驱动，运行成本低，能够达到散热需求，提升效益，更加节能低碳绿色。
附图说明
19.下面根据图进一步对本实用新型加以说明:
20.图1是本实用新型的结构图；
21.图2是本实用新型的结构图；
22.图3是本实用新型的结构图；
23.图1、图2、图3中所示：1、冷凝段，2、绝热段，3、蒸发段，31、蒸发段一，32、蒸发段二，33、蒸发段三。
具体实施方式
24.下面结合图对本实用新型作进一步详细的说明，需要说明的是，图仅用于解释本实用新型，是对本实用新型实施例的示意性说明，而不能理解为对本实用新型的限定。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.如图1、图2、图3所示，一种通过单冷源实现多热源散热的柔性脉动热管装置，包括单个冷凝段1、若干个绝热段2、若干个蒸发段3，一个绝热段2连接一个蒸发段3，多个绝热段2连接一个冷凝段1，冷凝器与冷热源直接连接。蒸发段3包括蒸发段一31、蒸发段二32、蒸发段三33，蒸发段一31、蒸发段二32、蒸发段三33均不处于同一水平面。
27.冷凝段1和蒸发段3均由金属毛细管组成。
28.绝热段2是由柔性材料组成的毛细管，柔性材料为橡胶软管；
29.绝热段2的形状为任意形状；
30.蒸发段3和冷凝段1的金属为铜、铝单金属或者金属合金；
31.冷凝段1、绝热段2和蒸发段3的横截面为圆形、椭圆形或矩形；
32.蒸发段3与冷凝段1具有相同形状截面沟槽。
33.实施例
34.冷凝段1和蒸发段3由金属毛细管组成，绝热段2是由柔性材料组成的毛细管。绝热段2的形状和距离根据实际工况进行设计，通过柔性绝热段2，实现不同蒸发段的位置变化，从而满足复杂的热源冷却需求。一个绝热段2连接着一个蒸发段3，多个绝热段2连接着一个冷凝段1，实现一个冷凝段1冷源满足多个热源的散热需求。绝热段2、蒸发段3和冷凝段1的管径都符合对应工质情况下脉动热管的最大直径的要求。蒸发段3和冷凝段1的金属为铜、铝等单金属或者金属合金，柔性材料为橡胶软管。毛细管的横截面为圆形、椭圆形或矩形。蒸发段3和冷凝段1配合以带有相同形状截面沟槽的冷凝器使用，冷凝器和冷热源直接连接，实现热量转移。散热达到的蒸发段温度区间可以通过工质和充液率来调整。
35.工作原理：一定空间内的多个热源产生的热源，通过冷凝器1和蒸发段3连接，蒸发段3吸收热量，管内的工质吸热发生相变，管内压力增大，气态和液态工质通过相变潜热或者显热的方式将热量传递到冷凝段1，然后冷凝段1将热量传到冷源内，最终通过单一热源来实现多热源的散热冷却，保证电子元器件的稳定运行。
36.本实用新型结构合理，具有以下特点：
37.(1)实现单一热源对多热源的散热，适应性强；通过一个单一冷凝段1，多个绝热段2和多个蒸发段3组成的脉动热管实现单一热源对多个热源的同时散热冷却。绝热段2是柔性材料，不受空间和形状的影响，结构适应性强。
38.(2)提升不同电子元器件的均温性；脉动热管是一个回路，多个蒸发段3之间的温度能够达到相对的一致性，提升热源温度控制的均匀性，从而保证多个元器件都在一定的温度范围内稳定工作。
39.(3)制造成本低，经济性好，节能绿色；脉动热管的制造成本低，管径小材料成本节约，使用过程中无需外力驱动，运行成本低，能够达到散热需求，提升效益，更加节能低碳绿色。
40.以上所述为本实用新型的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种改进和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本实用新型的权利要求范围之内。